專利名稱：連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種脈沖天線，尤其是一種連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，屬于脈沖天線制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
脈沖天線輻射脈沖信號(hào)時(shí)，在脈沖電流從天線輸入端流到天線末端的這段時(shí)間內(nèi)，如果脈沖天線不能把電磁能量全部輻射出去，在天線輻射末端會(huì)有剩余的未輻射出去的脈沖電流，剩余脈沖電流會(huì)在天線中沿原來的路徑返回，在此后的過程中繼續(xù)輻射電磁能量，因此會(huì)形成拖尾脈沖。在脈沖天線用于探地雷達(dá)時(shí)，這些拖尾脈沖與來自目標(biāo)的信號(hào)在時(shí)域相重疊，從而對目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生干擾，因此通常要采取措施降低輻射脈沖波形中拖尾脈沖的影響。領(lǐng)結(jié)天線作為一種脈沖天線，具有工作頻帶寬，制作簡單等優(yōu)點(diǎn)。領(lǐng)結(jié)天線的應(yīng)用非常廣泛，在探地雷達(dá)中也有較多的應(yīng)用，其主輻射方向?yàn)轭I(lǐng)結(jié)貼片所在平面的法向。目前，對于領(lǐng)結(jié)脈沖天線，常用的降低拖尾脈沖影響的方法是電阻加載法。但電阻加載會(huì)降低天線的輻射效率。另外，隨著工作頻率降低，天線輻射能力的下降，造成低頻能量不能有效的輻射，但從天線的饋電端看，天線是開路的，天線的阻抗不匹配，低頻能量反射出天線，影響發(fā)射機(jī)的工作，使得電阻加載天線的工作頻率難以大幅度減低，天線的阻抗帶寬難以有效的展寬。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實(shí)用新型目的是提出一種連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線， 該天線可以有效降低拖尾脈沖幅度，同時(shí)對天線輻射效率的影響較小，而且可以有效的展寬天線的阻抗帶寬。技術(shù)方案本實(shí)用新型的連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線包括一對領(lǐng)結(jié)輻射貼片、介質(zhì)基板、樹形延遲線和加載電阻；其中領(lǐng)結(jié)輻射貼片位于介質(zhì)基板的一面，樹形延遲線、加載電阻位于介質(zhì)基板的另一面；加載電阻分布于樹形延遲線上；兩領(lǐng)結(jié)輻射貼片相近的內(nèi)端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端，另一端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端；樹形延遲線位于兩個(gè)領(lǐng)結(jié)輻射貼片所包含的介質(zhì)基板背面的區(qū)域內(nèi)，每個(gè)區(qū)域的樹形延遲線呈樹狀， 延遲線幾個(gè)分枝匯聚于一個(gè)匯聚點(diǎn)再延伸，幾組這樣的分枝也可以再匯聚于另一個(gè)匯聚點(diǎn)，然后再延伸后和另外的延遲線匯聚，兩區(qū)域的樹形延遲線通過匯聚點(diǎn)經(jīng)連通線相連，在樹形延遲線的每一個(gè)分枝的末端，通過金屬化過孔與天線的輻射末端連接。所述的領(lǐng)結(jié)輻射貼片的形狀為三角形或扇形。樹形延遲線印制、蝕刻或者放置在介質(zhì)基板上，或懸浮在介質(zhì)基板上面的空氣中。樹形延遲線在靠近領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端的一端呈樹枝狀的若干條導(dǎo)線，經(jīng)金屬化過孔與天線的輻射末端相連接。兩個(gè)區(qū)域樹形延遲線的匯聚點(diǎn)之間通過連通線連通，連通線上分布有或者無加載電阻。[0009]樹形延遲線的形狀為直線或者發(fā)夾形，其長度大于天線最高工作波長的一半。加載電阻是集中參數(shù)形式的電阻或者是以延遲線本身的損耗為電阻的分布參數(shù)形式的電阻。每一枝樹形延遲線上存在若干不連續(xù)處，由加載電阻將其相連接，構(gòu)成連通的樹形延遲線電阻加載的電流通路。脈沖信號(hào)首先從領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端輸入，傳播至天線的輻射末端，在天線的輻射末端未輻射的剩余脈沖能量經(jīng)金屬化過孔進(jìn)入連通的電阻加載的樹形延遲線，延遲線為剩余脈沖能量的電流提供了附加電流通路，未輻射的剩余脈沖能量經(jīng)金屬化的過孔進(jìn)入電阻加載的樹形延遲線，避免了因天線輻射末端的反射引起的拖尾脈沖；延遲線上的加載電阻將消耗進(jìn)入電流通路的剩余脈沖能量，使得拖尾脈沖幅度大大降低。另外從饋電端看，天線不再是開路，其加載電阻決定了天線的低頻輸入阻抗，選擇適合的加載電阻，可以減少低頻能量的反射，因此大大展寬了天線的阻抗帶寬。與樹形延遲線相連的稠密分布的金屬化過孔使領(lǐng)結(jié)脈沖天線輻射末端的剩余脈沖能量可以盡量多地進(jìn)入延遲線，更有效的減小拖尾脈沖的影響。由于延遲線在領(lǐng)結(jié)輻射貼片主輻射方向的背面， 延遲線在其占據(jù)的空間內(nèi)不對領(lǐng)結(jié)脈沖天線在主輻射方向上的能量輻射產(chǎn)生影響；而且由于領(lǐng)結(jié)貼片的遮擋作用，剩余脈沖能量在延遲線上朝主輻射方向輻射的能量很少。同時(shí)由于加載電阻不吸收領(lǐng)結(jié)輻射貼片的脈沖電流，此種電阻加載方式對天線輻射效率的不利影響也較小。調(diào)整加載電阻的阻值之和、調(diào)整加載電阻的阻值在延遲線上的分布方式、過孔的稠密度、延遲線的長度等都可以改變脈沖信號(hào)中拖尾脈沖的幅度。有益效果本實(shí)用新型的有益效果是，對領(lǐng)結(jié)脈沖天線進(jìn)行了帶連通樹形延遲線的電阻加載，有效降低了輻射波形中拖尾脈沖的幅度，展寬了天線的阻抗帶寬，降低了加載電阻對脈沖天線輻射效率的不利影響。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中有領(lǐng)結(jié)輻射貼片1，介質(zhì)基板2，樹形延遲線3，加載電阻4，天線的饋電端5， 天線的輻射末端6，延遲線的匯聚點(diǎn)7，連通線8，金屬化過孔9。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線由領(lǐng)結(jié)輻射貼片、介質(zhì)基板、樹形延遲線和加載電阻所組成，其中領(lǐng)結(jié)輻射貼片位于介質(zhì)基板一側(cè)，樹形延遲線和分布于其上的加載電阻位于介質(zhì)基板的另一側(cè)。兩個(gè)領(lǐng)結(jié)輻射貼片形狀為三角形或扇形，位于介質(zhì)基板的同一表面，兩個(gè)領(lǐng)結(jié)輻射貼片相近的一端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端，另一端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端。兩枝或多枝的連通的樹形延遲線位于兩個(gè)領(lǐng)結(jié)輻射貼片所包含的介質(zhì)基板背面的區(qū)域內(nèi)，這樣使得延遲線在天線主輻射方向上的輻射被領(lǐng)結(jié)輻射貼片遮擋，從而不對天線的輻射產(chǎn)生影響。在每個(gè)領(lǐng)結(jié)輻射貼片的介質(zhì)基板背面分布有一枝或多枝樹形延遲線，這些樹形延遲線呈樹狀，延遲線幾個(gè)分枝匯聚于一個(gè)匯聚點(diǎn)再延伸，幾組這樣的分枝也可以再匯聚于另一個(gè)匯聚點(diǎn)，然后再延伸后和另外的延遲線匯聚，兩區(qū)域的樹形延遲線通過延遲線的匯聚點(diǎn)經(jīng)連通線相連，每一枝樹形延遲線在其另一方向末端呈樹枝狀，通過金屬化的過孔分別與天線的輻射末端連接，金屬化過孔稠密均勻分布，若干個(gè)為一組與一枝樹形延遲線的樹形輻射導(dǎo)線一一相連。每一枝樹形延遲線上存在若干不連續(xù)處，由加載電阻將其相連接，構(gòu)成連通的樹形延遲線電阻加載的電流通路。脈沖信號(hào)首先從領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端加入，傳播至天線的輻射末端，在天線的輻射末端未輻射的剩余脈沖能量經(jīng)金屬化過孔進(jìn)入連通的電阻加載的樹形延遲線，延遲線為剩余脈沖能量的電流提供了附加電流通路，未輻射的剩余脈沖能量經(jīng)金屬化的過孔進(jìn)入電阻加載的延遲線，避免了因天線輻射末端的反射引起的拖尾脈沖；延遲線上的加載電阻將消耗進(jìn)入電流通路的剩余脈沖能量，使得拖尾脈沖幅度大大降低。另外從饋電端看，天線不再是開路，其加載電阻決定了天線的低頻輸入阻抗，選擇適合的加載電阻，可以減少低頻能量的反射，因此大大展寬了天線的阻抗帶寬。與樹形延遲線相連的稠密分布的金屬化過孔使領(lǐng)結(jié)脈沖天線輻射末端的剩余脈沖能量能盡量多地進(jìn)入電流通路，從而可以更有效地降低拖尾脈沖的影響。連通的樹形延遲線印制或蝕刻或粘附在介質(zhì)基板上，亦可懸浮在空氣中。由于延遲線在領(lǐng)結(jié)輻射貼片主輻射方向的背面，延遲線在其占據(jù)的空間內(nèi)不對領(lǐng)結(jié)脈沖天線在主輻射方向上的能量輻射產(chǎn)生影響；而且由于領(lǐng)結(jié)貼片的遮擋作用，剩余脈沖能量在延遲線上朝主輻射方向輻射的能量很少。同時(shí)由于電阻不吸收輻射的脈沖電流，此種電阻加載對天線輻射效率的不利影響也較小。調(diào)整加載電阻的阻值之和、調(diào)整加載電阻的阻值在延遲線上的分布方式、過孔的稠密度、延遲線的長度等都可以改變脈沖信號(hào)中拖尾脈沖的幅度。在結(jié)構(gòu)上，該連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線由領(lǐng)結(jié)輻射貼片1、介質(zhì)基板 2、樹形延遲線3和加載電阻4組成，其中領(lǐng)結(jié)輻射貼片1和樹形延遲線3、加載電阻4分別位于同一介質(zhì)基板2的兩側(cè)，加載電阻4分布在樹形延遲線3上。領(lǐng)結(jié)輻射貼片1的一端為領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端5，另一端為領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端6。兩枝或多枝的連通的樹形延遲線3位于兩個(gè)領(lǐng)結(jié)輻射貼片1所對應(yīng)的介質(zhì)基板2背面的區(qū)域內(nèi)，在每個(gè)領(lǐng)結(jié)輻射貼片1所對的介質(zhì)基板2背面分布有一枝或多枝樹形延遲線3，這些樹形延遲線3呈樹狀， 延遲線幾個(gè)分枝匯聚于一個(gè)匯聚點(diǎn)7再延伸，幾組這樣的分枝也可以再匯聚于另一個(gè)匯聚點(diǎn)7，然后再延伸后和另外的延遲線匯聚，兩區(qū)域的樹形延遲線3通過延遲線的匯聚點(diǎn)7經(jīng)連通線8相連，每一枝樹形延遲線3在其另一方向末端呈樹枝狀，通過金屬化過孔9分別與天線的輻射末端6連接。每一枝樹形延遲線3的兩末端之間可以為直線導(dǎo)線，也可以為發(fā)夾狀導(dǎo)線，延遲線的長度通常大于天線最大工作波長的一半或更多。連接樹形延遲線3和天線的輻射末端6的金屬化過孔9可以為金屬柱或空心金屬化過孔，過孔稠密均勻分布，穿透介質(zhì)基板2，與每個(gè)樹形延遲線4的分支末端一一相連。樹形延遲線3上分布有加載電阻 4，加載電阻4可以為分布參數(shù)形式的電阻，此時(shí)樹形延遲線3本身是損耗傳輸線，加載電阻 4由傳輸線的損耗提供；也可以為集中參數(shù)形式的電阻，此時(shí)每一枝樹形延遲線3上存在若干不連續(xù)處，由加載電阻4將其相連接。連通線8上可以分布有加載電阻4，也可以沒有。 樹形延遲線3、加載電阻4和連通線8構(gòu)成連通的樹形延遲線電阻加載的電流通路。在制造上，該連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線的制造工藝可以采用半導(dǎo)體工藝、陶瓷工藝、激光工藝或印刷電路工藝。該連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線由領(lǐng)結(jié)輻射貼片1、介質(zhì)基板2、樹形延遲線3和加載電阻4所組成，其中領(lǐng)結(jié)輻射貼片1由導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)體材料構(gòu)成，形狀可以為三角形或扇形，位于介質(zhì)基板2的同一表面，介質(zhì)基板2要使用損耗盡可能低的介質(zhì)材料。樹形延遲線3制作在介質(zhì)基板2的另一側(cè)，延遲線的長度通常大于天線最大工作波長的一半或更多，因此每一枝樹形延遲線3的兩末端之間可以為直線導(dǎo)線，或者制作為發(fā)夾狀導(dǎo)線以保證延遲線足夠長。樹形延遲線3上分布有加載電阻4，加載電阻4可以是表面貼裝電阻或者帶引線的電阻；也可以用電阻比較大的導(dǎo)線作為延遲線，這時(shí)可少用或者不用加載電阻，延遲線本身的導(dǎo)線電阻就代替了加載電阻的作用。 根據(jù)以上所述，便可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.一種連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于該連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線包括一對領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)、介質(zhì)基板(2)、樹形延遲線(3)和加載電阻 (4);其中領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)位于介質(zhì)基板(2)的一面，樹形延遲線(3)、加載電阻(4)位于介質(zhì)基板(2)的另一面；加載電阻(4)分布于樹形延遲線(3)上；兩領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)相近的內(nèi)端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端(5)，另一端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端(6);樹形延遲線 (3)位于兩個(gè)領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)所包含的介質(zhì)基板的區(qū)域內(nèi)，每個(gè)區(qū)域的樹形延遲線(3)呈樹狀，延遲線幾個(gè)分枝匯聚于一個(gè)匯聚點(diǎn)再延伸，幾組這樣的分枝也可以再匯聚于另一個(gè)匯聚點(diǎn)，然后再延伸后和另外的延遲線匯聚，兩區(qū)域的樹形延遲線(3)通過匯聚點(diǎn)經(jīng)連通線 (8)相連，樹形延遲線(3)的每一個(gè)分枝的末端通過金屬化過孔(9)與天線的輻射末端(6) 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于所述的領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)的形狀為三角形或扇形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于樹形延遲線(3 )印制、蝕刻或者放置在介質(zhì)基板(2 )上，或懸浮在介質(zhì)基板(2 )上面的空氣中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于樹形延遲線(3)在靠近領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端(6)的一端呈樹枝狀的若干條導(dǎo)線，經(jīng)金屬化過孔(9)與天線的輻射末端(6)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于樹形延遲線(3)的形狀為直線或者發(fā)夾形，其長度大于天線最高工作波長的一半。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于加載電阻(4)是集中參數(shù)形式的電阻或者是以延遲線本身的損耗為電阻的分布參數(shù)形式的電阻。
專利摘要本實(shí)用新型是一種連通樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，尤其是一種電阻加載脈沖天線。該天線由領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)、介質(zhì)基板(2)、樹形延遲線(3)和加載電阻(4)組成；兩輻射貼片(1)位于介質(zhì)基板(2)的同一面，其相近一端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端(5)，另一端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端(6)；樹形延遲線(3)位于兩輻射貼片的介質(zhì)基板背面區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的延遲線呈樹狀分布，延遲線匯聚于延遲線的匯聚點(diǎn)(7)再經(jīng)連通線(8)相連，每一枝樹形延遲線(3)的另一末端經(jīng)金屬化過孔(9)與天線的輻射末端(6)連接，加載電阻(4)位于延遲線(3)上。該天線可以降低拖尾脈沖的幅度，展寬天線的阻抗帶寬，減小對天線輻射效率的不利影響。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK202308296SQ20112042472
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者李順禮, 殷曉星, 趙洪新 申請人:東南大學(xué)